[发明专利]一种时间-相位编码测量设备无关量子密钥分发系统

权利要求书

1.一种时间-相位编码测量设备无关量子密钥分发系统，包括具有Alice时间-相位编码模块的第一量子态制备端、具有Bob时间-相位编码模块的第二量子态制备端以及一个测量端Charlie，其中Alice时间-相位编码模块与Bob时间-相位编码模块为均具有时间-相位编码功能和自动补偿偏振变化功能的相同往返式结构，所述测量端Charlie包括一个连续激光器、一个可产生两路双脉冲序列的双脉冲序列生成模块、第一光路选择器件、第二光路选择器件以及一个贝尔测量装置，所述第一光路选择器件、第二光路选择器件分别通过第一光纤信道、第二光纤信道对应地与第一量子态制备端、第二量子态制备端连接，所述第一光路选择器件、第二光路选择器件的输入端均连接双脉冲序列生成模块，所述第一光路选择器件、第二光路选择器件的输出端均连接贝尔测量装置，所述Alice时间-相位编码模块以及Bob时间-相位编码模块均包括法拉第旋转器FR、第一相位调制器PM1、第一偏振分束器PBS1、第一相位随机化模块PR1、第一强度调制器IM1和第一可调衰减器VOA1，所述法拉第旋转器FR、第一相位调制器PM1、第一偏振分束器PBS1相互连接构成萨格纳克环，所述萨格纳克环的输出端依次连接第一相位随机化模块PR1、第一强度调制器IM1和第一可调衰减器VOA1，所述第一可调衰减器VOA1连接第一光路选择器件或第二光路选择器件的可往返端口，其特征在于，所述第一光路选择器件、第二光路选择器件为对应的第一光纤环形器、第二光纤环形器，所述双脉冲序列生成模块包括第一保偏分束器BS1，第三强度调制器IM3、第四强度调制器IM4、第二偏振分束器PBS2和第三偏振分束器PBS3，所述第一保偏分束器BS1与第二偏振分束器PBS2组成等臂干涉仪，所述第二偏振分束器PBS2和第三偏振分束器PBS3组成不等臂干涉仪，所述第三强度调制器IM3、第四强度调制器IM4位于等臂干涉仪两个臂上，且分别与第二偏振分束器PBS2之间的保偏光纤进行45°熔接，所述贝尔测量装置包括第二保偏分束器BS2、第三保偏分束器BS3、第四偏振分束器PBS4以及第五偏振分束器PBS5，所述第二保偏分束器BS2、第四偏振分束器PBS4、第三保偏分束器BS3以及第五偏振分束器PBS5依次并首尾连接成环形结构，所述第二保偏分束器BS2连接有第一单光子探测器、第二单光子探测器，所述第三保偏分束器BS3连接有第三单光子探测器、第四单光子探测器，所述第四偏振分束器PBS4连接第一光纤环形器的输出端，所述第五偏振分束器PBS5连接第二光纤环形器的输出端，所述第三偏振分束器PBS3的两输出端分别连接第一光纤环形器与第二光纤环形器的输入端。

2.一种时间-相位编码测量设备无关量子密钥分发系统，包括具有Alice时间-相位编码模块的第一量子态制备端、具有Bob时间-相位编码模块的第二量子态制备端以及一个测量端Charlie，其中Alice时间-相位编码模块与Bob时间-相位编码模块为均具有时间-相位编码功能和自动补偿偏振变化功能的相同往返式结构，所述测量端Charlie包括一个连续激光器、一个可产生两路双脉冲序列的双脉冲序列生成模块、第一光路选择器件、第二光路选择器件以及一个贝尔测量装置，所述第一光路选择器件、第二光路选择器件分别通过第一光纤信道、第二光纤信道对应地与第一量子态制备端、第二量子态制备端连接，所述第一光路选择器件、第二光路选择器件的输入端均连接双脉冲序列生成模块，所述第一光路选择器件、第二光路选择器件的输出端均连接贝尔测量装置，所述Alice时间-相位编码模块以及Bob时间-相位编码模块均包括依次连接的法拉第反射镜FM、第二相位调制器PM2、第二相位随机化模块PR2、第二强度调制器IM2和第二可调衰减器VOA2，所述第二可调衰减器VOA2连接第一光路选择器件或第二光路选择器件的可往返端口，其特征在于，所述第一光路选择器件、第二光路选择器件为对应的第一光纤环形器、第二光纤环形器，所述双脉冲序列生成模块包括第一保偏分束器BS1，第三强度调制器IM3、第四强度调制器IM4、第二偏振分束器PBS2和第三偏振分束器PBS3，所述第一保偏分束器BS1与第二偏振分束器PBS2组成等臂干涉仪，所述第二偏振分束器PBS2和第三偏振分束器PBS3组成不等臂干涉仪，所述第三强度调制器IM3、第四强度调制器IM4位于等臂干涉仪两个臂上，且分别与第二偏振分束器PBS2之间的保偏光纤进行45°熔接，所述贝尔测量装置包括第二保偏分束器BS2、第三保偏分束器BS3、第四偏振分束器PBS4以及第五偏振分束器PBS5，所述第二保偏分束器BS2、第四偏振分束器PBS4、第三保偏分束器BS3以及第五偏振分束器PBS5依次并首尾连接成环形结构，所述第二保偏分束器BS2连接有第一单光子探测器、第二单光子探测器，所述第三保偏分束器BS3连接有第三单光子探测器、第四单光子探测器，所述第四偏振分束器PBS4连接第一光纤环形器的输出端，所述第五偏振分束器PBS5连接第二光纤环形器的输出端，所述第三偏振分束器PBS3的两输出端分别连接第一光纤环形器与第二光纤环形器的输入端。